(57)【要約】  本発明の、喫煙具で使用される液体充填カプセルの製造方法は、空洞を画定し、開放端部を有するカプセル・シェルの開放端部を通って空洞内に、液体を分注することで、空洞内に分注された液体の上面とシェルの開放端部との間に隙間を残し、シート材料の一部分によりシェルの開放端部を封止して、液体充填カプセルを製造する。本発明の、喫煙具で使用される液体充填カプセルの製造装置は、カプセル・シェルを保持する保持器と、カプセル・シェルと保持器を移動する移送機と、空洞内に分注された液体とシェルの開放端部との間に隙間を有し、保持器により保持されたカプセル・シェルの空洞に液体を分注する充填ステーションと、シート材料によりカプセル・シェルの開放端部を覆って封止してカプセル１００を形成する封止ステーションとを備える。本発明の、喫煙具で使用される液体充填カプセルは、空洞を画定し、充填開口を有する端部を有するカプセル・シェルと、空洞内の液体と、端部を覆って封止するキャップ１０２と、を備える。空洞内の液体の上面とシェルの端部との間には、隙間を有する。【選択図】  図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
空洞（１０６）を画定し、開放端部（１０５）を有するカプセル・シェル（１０１）を提供するステップと、
該シェル（１０１）の前記開放端部（１０５）を通って前記空洞（１０６）内に、所定の体積の液体（Ｌ）を分注することで、前記空洞（１０６）内に分注された前記液体（Ｌ）の上面と前記シェル（１０１）の前記開放端部（１０５）との間に空間または隙間（δ）が提供される、ステップと、
シート材料の一部分によって前記シェル（１０１）の前記開放端部（１０５）を封止して、前記所定の体積の液体（Ｌ）を含有する液体充填カプセル（１００）を提供するステップと、を備える、喫煙具で使用される液体充填カプセルの製造方法。
【請求項２】
前記隙間（δ）は、少なくとも０．４ｍｍ、好ましくは少なくとも０．６ｍｍ、より好ましくは少なくとも０．８ｍｍである、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記シェル（１０１）内に前記液体（Ｌ）を分注する前記ステップは、所定の最小値より大きく、好ましくは既定の範囲内の充填率を前記カプセル（１００）にもたらすことで、前記カプセル（１００）の前記充填率を、前記空洞（１０６）の充填可能量に対して分注された前記所定の体積の液体（Ｌ）の比率とするステップを備え、
前記充填率の前記所定の最小値は０．５であり、
前記充填率の前記既定の範囲は、好ましくは０．５から０．９、より好ましくは０．７５から０．９、最も好ましくは０．８から０．９である、請求項１または２に記載の方法。
【請求項４】
前記シェルの前記開放端部を封止する前記ステップは、
前記シート材料の一部分によって前記カプセル・シェル（１０１）の前記開放端部（１０５）を覆うステップと、
前記シート材料の一部分を融着または接着して前記シェル（１０１）の前記端部（１０５）を封止するステップと、
前記シェル（１０１）の前記封止された端部において前記シート材料の一部分から余剰なシート材料を切断し、好ましくは、前記シェル（１０１）の前記端部を実質的に輪郭形成または付形するステップと、を備える、請求項１から３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項５】
前記液体充填カプセル（１００）または前記液体充填カプセル（１００）のコンポーネントの製造欠陥を検査するステップと、
製造欠陥が検知された場合、前記カプセル（１００）を欠陥品として特定するステップと、
欠陥品として特定されたカプセル（１００）を不合格とするステップと、を更に備える、請求項１から４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項６】
前記カプセル・シェル（１０１）を保持する保持デバイスを提供するステップと、
前記空洞（１０６）内に液体を導入または分注する前記ステップ、前記シェル（１０１）の前記開放端部（１０５）を封止する前記ステップ、前記カプセル（１００）または前記カプセル（１００）のコンポーネントを検査する前記ステップ、前記カプセル（１００）を欠陥品として特定する前記ステップ、および欠陥品として特定されたカプセル（１００）を不合格とする前記ステップの中から選択された少なくとも２つのステップの間で、前記保持デバイスを前記カプセル・シェル（１０１）とともに移送するステップと、を更に備える、請求項１から５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項７】
前記保持デバイスは、複数のカプセル・シェル（１０１）を保持するように構成され、
前記方法は、
複数のカプセル・シェル（１０１）を前記保持デバイスに置くステップと、
前記保持デバイスに対する各個々のシェル（１０１）の位置を参照するステップと、
前記空洞（１０６）内に液体を導入または分注する前記ステップ、前記シェル（１０１）の前記開放端部（１０５）を封止する前記ステップ、前記カプセル（１００）または前記カプセル（１００）のコンポーネントを検査する前記ステップ、前記カプセル（１００）を欠陥品として特定する前記ステップ、および欠陥品として特定されたカプセル（１００）を不合格とする前記ステップの中から選択された少なくとも２つのステップの間で、前記保持デバイスを位置参照移送機システムによって移送するステップと、を含む、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記シェル（１０１）の前記開放端部（１０５）を封止する前記ステップは、
前記シート材料の一部分によって複数のカプセル・シェル（１０１）の各々の前記開放端部（１０５）を覆うステップと、
前記シート材料の一部分を融着または接着して、前記複数のシェル（１０１）の各々の前記端部（１０５）を封止するステップと、
各シェル（１０１）の前記封止された端部において前記シート材料の一部分から余剰なシート材料を切断し、好ましくは、前記シェル（１０１）の前記開放端部（１０５）を実質的に輪郭形成または付形するステップと、を備える、請求項１から７のいずれか一項に記載の方法。
【請求項９】
１つまたは複数のカプセル・シェル（１０１）を保持する保持器と、
１つまたは複数のカプセル・シェル（１０１）とともに該保持器を移動または運搬する移送機と、
前記保持器によって保持された前記カプセル・シェル（１０１）の各々の空洞（１０６）に液体を分注し、前記空洞（１０６）内に分注された前記液体と各シェル（１０１）の前記開放端部（１０５）との間に既定の空間または隙間（δ）を残すように構成される、充填ステーション（３）と、
シート材料によって各カプセル・シェル（１０１）の開放端部（１０５）を覆い、封止することでカプセル（１００）を形成する封止ステーション（４）と、を備える、喫煙具で使用される液体充填カプセルの製造装置。
【請求項１０】
前記充填ステーション（３）は、前記液体の供給リザーバと流体接続する１つまたは複数のノズルを備え、
各ノズルは、所定の体積の前記液体を前記シェル（１０１）のそれぞれに分注するように構成される、請求項９に記載の装置。
【請求項１１】
前記封止ステーション（４）は、
好ましくは送給ローラを介して駆動される、前記シート材料の供給ロールと、
各シェル（１０１）の前記開放端部（１０５）において前記シート材料をリム（１０７）に融着するヒート・シール・デバイスと、
各カプセルの前記端部（１０５）において前記リム（１０７）から余剰なシート材料を切断し、好ましくは、各シェル（１０１）の前記リム（１０７）を実質的に輪郭形成または付形する切断デバイスと、を備える、請求項９または１０に記載の装置。
【請求項１２】
１つもしくは複数のカプセル・シェル（１０１）を保持する前記保持器は、トレイ（１０）を備え、ならびに／または、
前記保持器を移動もしくは運搬する前記移送機は、ロボット式移送機アーム、移送機ベルト、およびターンテーブル（Ｃ）のうちの１つもしくは複数を備え、ならびに／または、
前記装置は、いかなる欠陥カプセル（１００）も取り除かれ得る不合格ステーション（７）を更に備える、請求項９から１１のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１３】
空洞（１０６）を画定し、充填開口を提供する端部（１０５）を有するカプセル・シェル（１０１）と、
前記空洞（１０６）内に含有される、所定の体積の液体（Ｌ）と、前記端部（１０５）を覆い、封止するキャップ（１０２）とを備え、
既定の隙間（δ）が、前記空洞（１０６）内に含有される前記液体（Ｌ）の上面と前記シェル（１０１）の前記端部（１０５）との間に提供される、喫煙具で使用される液体充填カプセル（１００）。
【請求項１４】
前記既定の隙間（δ）は、少なくとも０．５ｍｍ、好ましくは少なくとも０．８ｍｍ、より好ましくは約１．０ｍｍである、請求項１３に記載のカプセル。
【請求項１５】
前記シェル（１０１）の端部領域は、前記シェル（１０１）が優先的に破れるように構成された既定の破断領域を備え、および／または、
前記カプセル（１００）の充填率は、所定の最小値より大きく、好ましくは既定の範囲内であり、前記カプセル（１００）の前記充填率は、前記空洞（１０６）の充填可能量に対する含有される前記所定の体積の液体（Ｌ）の比率とし、前記充填率の前記所定の最小値は０．５であり、前記充填率の前記既定の範囲は、０．５から０．９、好ましくは０．７５から０．９、より好ましくは０．８から０．９である、請求項１４または１５に記載のカプセル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シガレットなどの喫煙具で使用される液体充填破壊可能カプセルの製造方法および装置、ならびに液体充填破壊可能カプセルに関する。
【背景技術】
【０００２】
シガレットなどの喫煙具は、一般的な消費財であり、典型的には、全体的に筒状のロッド形状の構成を有し、（例えば、切断されたフィラー形態の）細断されたタバコなどの喫煙可能な材料の装入材料、巻物、または柱状物を含み、包装紙により包まれることで、いわゆる「タバコ・ロッド」を形成する。シガレットは、通常、タバコ・ロッドに対して端と端とを接した関係で整列された筒状のフィルタ要素も有している。フィルタ要素は、例えば、酢酸セルロースのトウ（ｔｏｗ）を備えることができ、このトウは、「プラグ・ラップ」として知られる紙材料によって囲まれている。典型的には、フィルタ要素は、「チッピング紙（ｔｉｐｐｉｎｇ  ｐａｐｅｒ）」として知られる周囲を囲むラップ材料を使用してタバコ・ロッドの一端部に装着される。
【０００３】
近年、変更された知覚属性を提供する喫煙具への消費者の需要、特に、シガレットの主流煙に香りを加える媒体として働くフィルタ要素を内蔵したシガレットへの需要が増加している。具体的には、これらの喫煙具は、破壊可能なペレットまたはカプセル内に香りを変更する物質を含んでいる。シガレットの製造中、フィルタ材料は、連続的なフィルタ・ロッドへと形成され、フィルタ・ロッドは、ロッドの内部に、例えばロッドの長手軸に沿って置かれたそのようなペレットまたはカプセルを有する。次いで、連続的なフィルタ・ロッドは、所定の間隔で分割または切断され、各フィルタ要素がカプセルのうちの少なくとも１つを含むように、複数のフィルタ要素を形成する。次いで、カプセルは、消費者によって手作業で破壊され、物質をフィルタ材料内へと放出することで、この物質が喫煙中の主流煙の香りまたは味わいを変えるように働く。
【０００４】
この目的のために、液体を含有するシェルまたはケースを有する破壊可能カプセルが使用される。シェルまたはケースは、液体を受け入れて保持する空洞を画定し、開放端部を含む。この開放端部は、典型的には、キャップによって封止されるか、または覆われる。ケースまたはシェルは、既定の破断領域を含み、消費者がカプセルに圧力を加えると、ケースまたはシェルは破断領域において優先的に破れることとしてもよい。このようにして、液体が所望のエリアに向けられることが確実になるように液体の放出を制御することができる。
【０００５】
特許文献１として公開された日本の公開特許公報は、このような液体充填破壊可能カプセルを大量生産する製造プロセスを開示している。この日本の特許出願の図４（本出願に図１として含まれる）に図示されるように、トレイ送給ゾーンＢが、複数のカプセル・シェル２が配置されて置かれたトレイ３を、シート送給ゾーンＡから送給するか、または供給されたシート１の下に供給する。ヒート・シール装置Ｃは、シート１をトレイ３上のシェル２の各々に熱溶着し、切込み装置Ｄは、シェル２の各々に溶着されたシート１を切断し、各シェル２の上に四角形の上蓋を形成する。次いで、上蓋折込み装置Ｅは、上蓋の端縁領域をシェルの外周面に向けて折り曲げる。排出装置Ｇは、仕上げられたカプセルを載置したトレイ３を排出し、シート巻き取り部Ｆは、上蓋を切り取られた残りのシート１を巻き取る。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平０５−３３０５０３号公報
【発明の概要】
【０００７】
このような液体充填カプセルを製造するための既知の技術では、例えば、カプセル内に含有される液体の量および／または封止の有効性に関して、所望の動作または使用要件を満たさないカプセルが過剰に生産されることが分かっている。したがって、喫煙具で使用される液体充填カプセルを製造するための向上した方法および装置を提供することが本発明の目的である。特に、適切なカプセル充填および／または封止を有するこのタイプのカプセルの製造プロセスの歩留まりを向上させることが本発明の目的である。
【０００８】
本発明によれば、請求項１および請求項９に記載された特徴をそれぞれ有する、喫煙具で使用される液体充填カプセルの製造方法および装置が提供される。更に、本発明によれば、請求項１３に記載された特徴を有する、喫煙具で使用される液体充填カプセルが提供される。本発明の有利なまたは好ましい特徴は、従属請求項において記載される。
【０００９】
それ故、一態様において、本発明は、
空洞を画定し、開放端部を有するカプセル・シェルを提供するステップと、
開放端部を通って空洞内に、所定の体積の液体を分注することで、空洞内に分注された液体の上面とシェルの開放端部との間に空間または隙間が提供されるステップと、
ポリマー・シートまたはフィルムなどのシート材料によってシェルの開放端部を封止して、所定の体積の液体を含有する破壊可能カプセルを提供するステップと、を備える、喫煙具で使用される破壊可能カプセルを製造する方法を提供する。
【００１０】
この点において、発明者は、空洞内の液体の量が、カプセルの生産および性能特性に著しく作用し、または影響を与えることを確認した。例えば、シェルの開放端部を封止する性能は、生産プロセスの速度が増したときに特に損なわれるが、カプセルの充填率が既定の閾値未満であると、カプセルは、概して、十分な液体を含有せず、消費者の喫煙体験は不満足なものになる。他方で、シェルの開放端部と液体との間の空間または隙間が既定の閾値未満であると、カプセルは適切に封止されない恐れがあり、喫煙具が消費者に届く前にその場所において漏れが生じ得る。
【００１１】
本明細書において使用されるとき、「充填率」という用語は、カプセルの空洞の充填可能量（ｆｉｌｌｉｎｇ  ｃａｐａｃｉｔｙ）に対するカプセル内に含有される液体の体積の比率を指すことに留意されたい。また、本明細書において使用されるとき、「充填可能量」という用語は、シェルによって画定された空洞の体積の公称値を指すものであり、許容される製作公差を考慮に入れた空洞の体積の実際の値を指すものではないことにも留意されたい。
【００１２】
好ましい実施形態において、空間または隙間は、空洞内に分注された液体の上面およびカプセル・シェルの開放端部から測定された直線的な寸法である。すなわち、隙間は、典型的には、液体の上面とシェルの開放端部のリムまたは縁部との間で測定される。この点において、この測定は、典型的には、直立された向きに置かれたカプセルにおいて行われること、すなわち、カプセルの封止された開放端部（すなわち、充填端部）が上を向いた状態で行われることが理解されよう。空間または隙間は、好ましくは少なくとも０．４ｍｍであるが、より好ましくは少なくとも０．６ｍｍ、更に好ましくは少なくとも０．８ｍｍである。
【００１３】
隙間は、例えば、基準位置から２つの相対距離測定を行うレーザー測定デバイスを使用して測定される。この点において、第１の相対距離は、封止された端部（封止シートまたは「キャップ」の厚さを除く）と基準位置との間の距離に対応し、第２の相対距離は、液体の上面と基準位置との間の距離に対応する。隙間は、第１および第２の相対距離の減算の絶対値として計算される。
【００１４】
好ましい実施形態において、分注された液体は、溶解または懸濁した香味物質を含有する純水または水をベースにした液体から成ることとしてもよい。このような液体は、典型的には、負のメニスカス形状を生成するため、液体の上面は、空洞内の液体がシェルの側壁と接触する位置に位置する。
【００１５】
好ましい実施形態において、シェル内に、所定の体積の液体を分注するステップは、カプセルに所定の最小値より大きく、好ましくは既定の範囲内の充填率をもたらすステップを備える。上述のように、カプセルの充填率は、空洞の充填可能量に対する分注された所定の体積の液体の比率である。充填率の所定の最小値は、好ましくは０．５である。充填率の既定の範囲は、好ましくは０．５から０．９、より好ましくは０．７５から０．９、最も好ましくは０．８から０．９である。０．８８の充填率が、カプセルの非常に良好な生産および性能特性を提供することが分かっている。
【００１６】
好ましい実施形態において、シェルの開放端部を封止するステップは、シート材料の一区画によってカプセル・シェルの開放端部を覆うステップと、シート材料の一区画を融着または接着してシェルの前記端部を封止するステップと、シェルの封止された端部においてシート材料の一区画から、特にはリムから、余剰なシート材料を切断するステップとを含む。好ましくは、シェルの開放端部を封止するステップは、シェルの封止された端部から余剰なシート材料を切断するステップ中に、シェルの端部を実質的に輪郭形成または付形するステップを備える。シェルの端部の上のシート材料によって形成された上蓋または閉鎖具は、キャップと称される。シート材料は、好ましくは、回転刃カッターによって切断される。これはカプセルのサイズが比較的小さいためであり、カプセルは、典型的には、２．５ｍｍから８．０ｍｍの間の範囲の直径を有する。しかしながら、代替的に、シート材料を切断するために、レーザーまたはパンチが使用されてもよい。
【００１７】
好ましい実施形態において、本方法は、製造欠陥について液体充填カプセルまたは液体充填カプセルのコンポーネント（例えば、カプセル・シェル、上蓋、シェル内に含有される液体）を検査するステップと、製造欠陥が検知された場合、カプセルを欠陥品として特定するステップとを更に備える。可能性のある製造欠陥は、例えば、シェル寸法におけるずれまたは差異、上蓋とシェルとの位置ずれ、カプセル寸法におけるずれまたは差異および／または液体の漏れなどを含むこととしてもよい。本明細書において使用されるとき、「製造欠陥」という用語は、目標とするまたは所望の製造パラメータからの、すなわち、所定の許容幅の外の許容できないずれまたは差異として理解される。好ましくは、本方法は、欠陥品として特定されたカプセルを不合格とするステップを備える。このようにして、欠陥カプセルは、喫煙具の生産において、更なる処理から取り出されるか、または取り除かれる。このことは、喫煙具における使用には不具合のあるカプセル（例えば、使用において消費者を満足させる動作をしないカプセル）または、喫煙具の生産中に壊れる恐れのあるカプセル（すなわち、機器の浪費またはソリング（ｓｏｌｉｎｇ）を生むカプセル）のために製造作業を浪費することを回避する。
【００１８】
好ましい実施形態において、本方法は、カプセル・シェルを保持する保持デバイスを提供するステップと、空洞内に液体を導入するステップ、シェルの開放端部を封止するステップ、カプセルまたはカプセルのコンポーネントを検査するステップ、カプセルを欠陥品として特定するステップ、および欠陥品として特定されたカプセルを不合格とするステップのうちの１つもしくは複数のステップの最中にならびに／またはこれらの間で、保持デバイスをカプセル・シェルとともに移送するステップとを備える。特に好ましい実施形態において、保持デバイスは、複数のカプセル・シェルを保持するように構成される。このため、保持デバイスは、複数のセルまたは受け部を有するトレイとして構成され、複数のセルまたは受け部の各々は、分注するステップ、封止するステップ、検査するステップ、特定するステップおよび不合格とするステップのうちの２つ以上に沿ってまたはこれらの間で移送されるそれぞれのカプセル・シェルを保持するように適合または設計される。
【００１９】
理解されるように、カプセル・シェルの開放端部を通って空洞内に液体を分注するステップは、液体によって実質的にシェルの空洞を充填するステップを含む。複数のカプセル・シェルを保持するように構成された保持デバイスが用いられる場合、液体を分注するステップまたは空洞を充填するステップは、複数のカプセル・シェルに対して同時に行われてよい。この点において、複数のシェルの空洞に同時に液体を分注または注入するように構成された液体分注デバイスが用いられ得る。
【００２０】
複数のカプセル・シェルを保持するように構成された保持デバイスが用いられる場合、好ましい実施形態において、本方法は、
複数のカプセル・シェルを保持デバイスに置くステップと、
保持デバイスに対する各個々のシェルの位置を参照するステップと、
空洞内に液体を導入または分注するステップ、シェルの開放端部を封止するステップ、カプセルまたはカプセルのコンポーネントを検査するステップ、カプセルを欠陥品として特定するステップ、および欠陥品として特定されたカプセルを不合格とするステップの中から選択された少なくとも２つのステップの間で、保持デバイスを位置参照移送機システムによって移送するステップと、を含む。
【００２１】
保持デバイスに対する各個々のシェルの位置を参照し、保持デバイスを位置参照移送機システムによって移送することによって、各個々のシェルの相対位置を知ることができ、製造プロセスの経路に沿って追跡することができる。結果として、欠陥カプセルが特定されたときおよび／または不合格とされたときに、カプセルの源を辿ることができ、保守時間が減少する。
【００２２】
本発明の方法において複数のカプセル・シェルを保持するように構成された保持デバイスが用いられる場合、シェルの開放端部を封止するステップは、シート材料によって複数のカプセル・シェルの各々の開放端部を覆うステップと、複数のシェルの各々の前記端部を封止するために、シート材料を融着または接着するステップと、各シェルの封止された端部においてシート材料から余剰なシート材料を切断するステップとを含み得る。上述のように、シェルの開放端部を封止するステップは、シェルの端部を実質的に輪郭形成または付形するステップを備え得、これはシェルの封止された端部から余剰なシート材料を切断するステップ中に発生し得る。
【００２３】
別の態様によると、本発明は、喫煙具で使用される液体充填カプセルの製造装置であって、
１つまたは複数のカプセル・シェルを保持する保持器と、
１つまたは複数のカプセル・シェルとともに保持器を移動または運搬する移送機と、
保持器によって保持されたカプセル・シェルの各々の空洞に液体を分注し、空洞内に分注された液体と各シェルの開放端部との間に既定の空間または隙間を提供するように構成された充填ステーションと、
シート材料によって各カプセル・シェルの開放端部を覆い、封止してカプセルを形成する封止ステーションと、を備える装置を提供する。
【００２４】
上述のように、好ましい実施形態において、既定の空間または隙間は、少なくとも０．４ｍｍ、より好ましくは少なくとも０．６ｍｍ、特に好ましくは少なくとも０．８ｍｍである。
【００２５】
好ましい実施形態において、１つまたは複数のカプセル・シェルを保持する保持器は、複数のセルを有するトレイを備え、複数のセルの各々は、それぞれのカプセル・シェルを受け、保持するように構成される。保持器を移動または運搬する移送機は、移送機アーム、移送機ベルト、およびターンテーブルのうちの１つまたは複数を備え得る。充填ステーションは、好ましくは、液体の供給リザーバと流体接続する１つまたは複数のノズルを備える。各ノズルは、各シェルの開放端部を介して、所定の体積の液体をシェルのそれぞれに分注するように構成される。
【００２６】
好ましい実施形態において、封止ステーションは、シート材料の供給ロール、各カプセルの開放端部においてシート材料をリムに融着するヒート・シール・デバイス、および／または各カプセルの端部においてリムから余剰なシート材料を切断する切断デバイスを備える。シート材料は、好ましくは、送給ローラによって供給ロールから引き出される。切断デバイスは、好ましくは、余剰なシート材料を切断し、各カプセルの端部においてリムを輪郭形成または付形するように構成される。
【００２７】
好ましい実施形態において、装置は、検査ステーションから送出ステーションへとカプセルを排出する排出移送機を更に備える。排出移送機は、好ましくは、保持器からカプセルを吸引するまたは（吸引を介して）引き出す真空移送機として構成される。
【００２８】
好ましい実施形態において、本装置は、欠陥カプセルが取り除かれ得る不合格ステーションを更に備える。
【００２９】
更なる態様によると、本発明は、空洞を画定し、充填開口を有する端部を有するカプセル・シェルと、空洞内に含有される、所定の体積の液体と、充填開口を覆い、封止するキャップとを備える、喫煙具で使用される液体充填カプセルを提供する。このカプセルは、空洞内に含有される液体の上面とシェルの端部との間に提供される既定の空間または隙間を有する。
【００３０】
好ましい実施形態において、カプセルの最大径は、２．５ｍｍから８．０ｍｍの範囲、好ましくは３．０ｍｍから７．５ｍｍの範囲、より好ましくは３．５ｍｍから７．０ｍｍの範囲である。この点において、範囲の下端における最大カプセル径は、ファット・スリム・シガレットおよびスーパー・スリム・シガレットに対して必然的に好ましい。
【００３１】
好ましい実施形態において、カプセルの高さは、３ｍｍから１７ｍｍの範囲、好ましくは６ｍｍから１４ｍｍの範囲、更に好ましくは８ｍｍから１２ｍｍの範囲、特に好ましくは９ｍｍから１１ｍｍの範囲である。
【００３２】
好ましい実施形態において、既定の空間または隙間は、少なくとも０．４ｍｍ、好ましくは少なくとも０．６ｍｍ、より好ましくは少なくとも０．８ｍｍ、例えば約１．０ｍｍである。
【００３３】
好ましい実施形態において、カプセルの充填率は、所定の最小値より大きく、好ましくは既定の範囲内である。充填率の所定の最小値は０．５であり、充填率の既定の範囲は、０．５から０．９、好ましくは０．７５から０．９、より好ましくは０．８から０．９である。この点において、空洞の充填可能量は、５０μｌから３００μｌの範囲、好ましくは７５μｌから２５０μｌの範囲、および任意選択的に１００μｌから２００μｌの範囲であってよい。
【００３４】
本発明および本発明の利点のより完全な理解のために、以下の説明において、添付の図面を参照して本発明の例示的な実施形態がより詳細に説明される。図面において、類似の参照記号は類似の部分を指す。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】従来技術からの既知の製造方法および装置の概略図である。
【図２ａ】本発明の１つの好ましい実施形態に従って製造されたカプセルの斜視側面図である。
【図２ｂ】本発明の別の好ましい実施形態に従って製造されたカプセルの斜視側面図である。
【図２ｃ】本発明の更なる好ましい実施形態に従って製造されたカプセルの断面図である。
【図２ｄ】本発明の好ましい実施形態に従って製造されたカプセルの概略側面図である。
【図３】本発明の実施形態に従った製造方法および装置における、シェルを移送するために使用される保持デバイスの概略的な例を図示する図である。
【図４】本発明の実施形態に従ったカプセルを製造する方法を実施するための装置を概略的に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３６】
添付の図面は、本発明の更なる理解を提供するために含まれ、本明細書に組み込まれ、本明細書の一部をなすものである。図面は、本発明の特定の実施形態を示し、説明とともに、本発明の原理を説明する役割を果たすものである。本発明の他の実施形態および本発明の付随する利点の多くは、以下の詳細な説明を参照することによってそれらが一層よく理解されるようになるにつれて、容易に理解されよう。
【００３７】
商業的に実現可能な実施形態において有用または必要であり得る一般的で十分に理解された要素は、実施形態のより抽象的な図を容易にするために必ずしも描かれていないことが理解されよう。図面の要素は、互いに対して必ずしも同じ縮尺で示されていない。方法の実施形態における特定のアクションおよび／またはステップは、特定の発生順序で説明され、または描かれ得ることが更に理解されようが、当業者は、順番に関するそのような特異性が実際には要求されないことを理解されよう。本明細書において使用される用語および表現は、本明細書において特定の意味が別に定められていない限り、対応するそれぞれの探求および研究分野に関してそのような用語および表現に与えられる通常の意味を有することも理解されよう。
【００３８】
図面の図２ａ、図２ｂ、図２ｃおよび図２ｄを参照して、本発明による液体充填破壊可能カプセル１００の３つの実施形態が示される。各場合において、カプセル１００は、端部が開放されたシェル１０１を備え、これはキャップ１０２で閉鎖および封止される。シェル１０１は、端部壁１０４から開放端部１０５へと延在しているので、シェル１０１内に空洞１０６を包囲または画定する側壁または横方向壁１０３を有している。好ましくは、横方向壁１０３は、開放端部１０５のリム１０７において終了し、キャップ１０２の適用を容易にする。横方向壁１０３は、概して筒状（図２ａおよび図２ｃ参照）でよく、または切子面（図２ｂ参照）を有していてもよい。側壁または横方向壁１０３は、開放端部１０５から端部壁１０４に向かって先細になっていてもよく、または狭まっていてもよい。
【００３９】
各シェル１０１の端部壁１０４は、弱体化された領域を生む１つまたは複数の脆弱な線または１つまたは複数の応力集中要素１０８を含み、シェル１０１は側壁または横方向壁１０３に圧縮力が印加された際に優先的に破れるように構成される。換言すれば、シェル１０１は、消費者がカプセル１００の側部を圧縮したときに、シェル１０１が破断領域において優先的に破れるような、既定の破断領域を含む。シェル１０１は、典型的には、ポリマー材料などの弾性的に変形可能な材料から作られる。キャップ１０２は、典型的には、積層されたプラスチック・シート材料などのシート材料の一区画または一面から形成および切断される。カプセル内の液体Ｌは、溶解または懸濁した香味物質を含有する純水または水をベースにした液体から成ることとしてもよい。図２ｄに概略的に図示されるように、各シェル１０１の開放端部１０５を通って空洞１０６に分注される液体Ｌの体積は、液体Ｌの上面とシェル１０１の端部１０５との間に既定の空間または隙間δを提供するように選択される。既定の空間または隙間δは、例えば、約０．８から約２．０ｍｍの範囲、好ましくは約０．９ｍｍから約１．５ｍｍの範囲になるように選択される。
【００４０】
本発明の方法によって適切に製造され得る破壊可能カプセル１００の例は、ＬＤＰＥで作られたシェル１０１と、ＰＥのレイヤおよびＰＥＴのレイヤを有するプラスチック積層体で作られたキャップ１０２とを備え、ＰＥレイヤは、仕上げられたカプセル１００においてシェル１０１のリム１０７に接触するレイヤである。このような積層体レイヤの厚さは、典型的には、約０．０５ｍｍ、すなわち５０μｍである。カプセル１００内に分注される液体は、香味物質を有する純水から成る。
【００４１】
シェル１０１の目標高さは１０．０ｍｍであり、シェル１０６の目標外径は６．２８ｍｍである。このようなシェル１０１は、１３１μｌの充填可能量を有する。カプセル１００の目標高さは１０．０ｍｍであり、シェル１０１の目標外径は６．７０ｍｍである。保持される液体の目標体積は、１１５μｌであり、カプセル１００（シェル１０１、キャップ１０２、および水）の目標重量は１９５ｍｇである。この場合、この例示的なカプセル１００は、約０．９５ｍｍの隙間δと、約０．８８の充填率とを有する。
【００４２】
次に、図面の図３および図４を参照して、本発明の方法および装置の実施形態が説明される。シェル１０１は、一群のシェル１０１を生産するように構成された一対のダイ（不図示）を有する成形ステーション１において成形、好ましくは、射出成形される。次いで、シェル１０１は、シェル１０１を受け、保持するように構成された複数のセル１１を有するトレイ１０の上に置かれ、好ましくはアレイ状に配置される。セル１１は、トレイ１０内でのセル１１の位置が分かるように参照される。結果として、各個々のシェル１０１は、トレイ１０内で既知の位置を有する。トレイ１０は、複数の成形されたシェル１０１の１つまたは複数の群を保持する容量を有し得る。
【００４３】
トレイ１０にシェル１０１が完全に装填されると、移送機アーム（不図示）がトレイ１０を持ち上げ、シェル検査ステーション２に移送する。移送機アームは、個々のシェル１０１の位置基準を維持しつつトレイ１０を移動または運搬する。シェル検査ステーション２において、各シェル１０１の高さおよび直径が測定、好ましくは、カメラなどの光学的測定デバイスによって光学的に測定される。シェル１０１のいずれか１つの測定された高さおよび／または測定された直径が、規定されたまたは所定の許容幅内にないなど目標値からずれていた場合、このシェル１０１は欠陥品として特定される。これは、本発明から逸脱することなく省略されてもよい任意選択的な検査ステップである。
【００４４】
その後、移送機アームは、シェル１０１を保持したトレイ１０を再び持ち上げ、ターンテーブルＣ上に位置する充填ステーション３へと移送または運搬する。以前と同様に、移送機アームは、個々のシェル１０１の位置基準を維持しつつトレイ１０を移送する。充填ステーション３は、複数のノズルに接続された液体リザーバを含み、複数のノズルは、トレイ上の全てのシェル１０１の空洞１０６内に実質的に同時に液体を分注するように構成および配置される。しかしながら、代替例として、充填ステーション３は、任意の所与の時間においてシェル１０１のうちの選択されたものだけに分注し、充填するように構成および配置されたより少ない数のノズルを含んでもよい。ノズルの各々は、それぞれのシェルの空洞１０６を充填するように、所定の体積の液体を分注するように適合される。この接続において、シェル１０１は、望ましくは、シェル１０１の開放端部１０５がノズルに向かって上方向に向くようにトレイ１０上に支持および保持され、ノズルは上方からシェル１０１を充填する。
【００４５】
充填ステーション３においてシェルの空洞１０６が液体によって充填された後、ターンテーブルＣは（図４に図示されるように時計回り方向に）回転され、トレイ１０を封止ステーション４に移動させ、ここで、シェル１０１の全ての開放端部１０５を覆い、封止するためにシート材料が提供される。シート材料は、典型的には、全てのシェル１０１の開放端部１０５が同時に覆われるように、供給ロールから、好ましくは送給ローラ（不図示）を介して、供給または送給される。次に、シート材料は、各シェル１０１のリム１０７に熱封止される。
【００４６】
次いで、ターンテーブルＣは（図４に図示されるように時計回り方向に）更に回転され、トレイ１０を切断ステーション５に移動させ、ここで、シェル１０１の今や覆われた端部１０５の上に封止されたシート材料は、各リム１０７の周りで切断されて、各カプセル１００上に個々のキャップ１０２を形成する。切断ステーション５は、好ましくは、回転刃カッター（不図示）を含み、これはシェルのリム１０７を輪郭形成するように付形された刃を有するローラとして具現化され得る。このようにして、このステージにおいて一群の液体充填破壊可能カプセル１００が得られ、各カプセル１００は、所定の体積の分注された液体を含有する。
【００４７】
ターンテーブルＣが更に（図４に図示されるように時計回り方向に）回転されると、今や一群の液体充填破壊可能カプセル１００を含有するトレイ１０はカプセル検査ステーション６へと回転する。ここで、各カプセル１００の高さおよび直径が測定または評価される。追加的に、シェル１０１に対するキャップ１０２のいかなる位置ずれも測定され得る。カプセル検査ステーション６において液体Ｌの態様、特には液体Ｌの不透明度を検査することも可能である。これらのパラメータは、望ましくは、例えば、カメラなどの光学的測定デバイスを介して、光学的に測定される。特定のカプセル１００の測定されたパラメータのいずれかが特定の所定の許容幅内にないなど目標値からずれていると判定された場合、このカプセル１００は欠陥品として特定される。
【００４８】
次いで、ターンテーブルＣは（図４における時計回り方向に）更に回転され、トレイ１０を不合格ステーション７に移動させ、ここで、いかなる欠陥カプセルも、不合格とされて取り除かれ得る。この点において、欠陥カプセル１００は、好ましくは、圧縮空気の噴射によってトレイ１０から取り出され得る。取り除かれまたは取り出された欠陥カプセル１００は、廃棄または再利用のために収集され得る。
【００４９】
代替的な実施形態において、真空排出移送機（不図示）が、吸引力を与えることによってトレイ１０から一群の液体充填破壊可能カプセル１００を取り除き、排出エリアに移送するために用いられ得る。カプセル１００のこの運搬中に、いかなる欠陥カプセルも、欠陥カプセル１００に働く吸引力を中断することによって、一群のカプセルから取り出され得、それ故、欠陥カプセル１００を不合格ステーションにおいて移送機から落下させることができる。
【００５０】
この実施形態において、ターンテーブルを用いる代わりに、本発明から逸脱することなく、充填、封止、切断、検査および不合格ステーションが、ベルト式移送機に沿って提供されてよいことは理解されよう。
【００５１】
本明細書において、本発明の特定の実施形態が示され、説明されたが、様々な代替的なおよび／または等価な実施態様が存在することが、当業者には理解されよう。１つまたは複数の例示的な実施形態は、単なる例であり、決して範囲、適用性、または構成を限定することが意図されるものではないことを理解されたい。むしろ、前述の要約および詳細な説明は、少なくとも１つの例示的な実施形態を実現するための便利な指針を当業者に提供するであろう。添付の特許請求の範囲およびその法的な均等物において述べられる範囲から逸脱することなく、例示的な実施形態において説明された要素の機能および配置において様々な変更がなされ得ることが理解されるものである。概して、本出願は、本明細書において論じられた特定の実施形態の任意の適合または変形例を含むものと意図される。
【００５２】
本文書において、「備える（ｃｏｍｐｒｉｓｅ、ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」、「含む（ｉｎｃｌｕｄｅ、ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ）」、「含有する（ｃｏｎｔａｉｎ、ｃｏｎｔａｉｎｉｎｇ）」、「有する（ｈａｖｅ、ｈａｖｉｎｇ）」という用語およびこれらの任意の変形は、本明細書において説明されるプロセス、方法、デバイス、装置またはシステムは、記載されている特徴または部分または要素またはステップに限定されず、明示的に列挙されていないかまたはこのようなプロセス、方法、物品もしくは装置に固有の他の要素、特徴、部分もしくはステップを含み得るように、包括的な（すなわち非排他的な）意味で理解されることが意図される。更に、本明細書において使用される「ａ」および「ａｎ」という用語は、明示的にそうでないことが述べられていない限り、１つまたは複数を意味するものと理解されるべきであると意図される。更に、「第１の」、「第２の」、「第３の」などの用語は単なる標示として用いられるものであり、これらの対象に数的要件を課すこと、またはこれらの対象の重要性の特定の序列を確立することが意図されるものではない。
【符号の説明】
【００５３】
１  成形ステーション
２  シェル検査ステーション
３  充填ステーション
４  封止ステーション
５  切断ステーション
６  カプセル検査ステーション
７  不合格ステーション
１０  トレイ
１１  セル
１００  カプセル
１０１  シェル
１０２  キャップ
１０３  側壁または横方向壁
１０４  端部壁
１０５  開放端部
１０６  空洞
１０７  リム
１０８  脆弱な線または応力集中要素
δ  空間または隙間
Ｌ  液体
Ｃ  ターンテーブル
【図１】
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【図２ａ】
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【図２ｂ】
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【図２ｃ】
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【図２ｄ】
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【図３】
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【図４】
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【国際調査報告】
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